Famille STM32 Nucleo-64 F4 — modelo insignia: Nucleo-F401RE
⚡ Lo esencial en 60 segundos
- cpu — ARM Cortex-M4F (single core), 84 MHz max, with single-precision FPU and DSP instructions — the F4 series is ST's "high-performance" Cortex-M4F line (Wikipedia; Zephyr board doc).
- gpu — none (Cortex-M MCU).
- memory — 512 KB flash, 96 KB SRAM, 0.5 KB OTP (Wikipedia table; Zephyr YAML ram: 96, flash: 512).
- package — LQFP64 (STM32F401RET6) (Zephyr board doc).
- supply_voltage — VDD 1.7 V to 3.6 V (Zephyr board doc).
- peripherals_on_chip_per_zephyr_board_doc — 12-bit ADC with 16 channels, RTC, 1 advanced-control timer + 7 general-purpose timers, 2 watchdog timers, 3× USART/UART, 3× I2C, 4× SPI, SDIO, USB 2.0 OTG FS, DMA controller, I2S.
- En esta placa : 9 tutoriales · 10 código
La familia de placas de desarrollo STM32 Nucleo-64, centrada en los microcontroladores de la serie STM32F4, representa uno de los puntos de entrada más accesibles y documentados al mundo de los sistemas embebidos de alto rendimiento. Dentro de esta gama, la placa Nucleo-F401RE se erige como el modelo insignia y la referencia canónica para la mayoría de los tutoriales y proyectos educativos. Esta tarjeta, basada en el microcontrolador STM32F401RET6, fue anunciada por STMicroelectronics en abril de 2013, mientras que las primeras placas Nucleo con soporte para entornos de desarrollo como mbed y conectores Arduino se lanzaron al mercado en febrero de 2014. Aunque la familia incluye otras variantes como la F410RB, F411RE y F446RE, la F401RE destaca por ser la más antigua en recibir soporte en el núcleo de Arduino STM32 y la que cuenta con la mayor cantidad de recursos de aprendizaje disponibles. Es importante notar que las placas de formato Nucleo-144, como la F429ZI, son físicamente diferentes y no se incluyen en esta descripción, la cual se centra exclusivamente en el formato de 64 pines.
El corazón de la Nucleo-F401RE es un microcontrolador basado en la arquitectura ARM Cortex-M4F. Para entender su potencia, es útil desglosar qué significa esta denominación. El "Cortex-M4" es un núcleo de procesador de 32 bits diseñado por ARM para aplicaciones de control en tiempo real, ofreciendo un equilibrio eficiente entre rendimiento y consumo de energía. La "F" al final indica la presencia de una Unidad de Punto Flotante (FPU, por sus siglas en inglés). Esto significa que el chip puede realizar cálculos matemáticos con números decimales de forma nativa y mucho más rápida que los microcontroladores más básicos que deben emular estas operaciones mediante software. Además, la serie F4 incluye instrucciones de Procesamiento Digital de Señales (DSP), lo que la hace ideal para tareas como filtrado de audio o control de motores. Este núcleo opera a una frecuencia máxima de 84 MHz. En términos sencillos, la frecuencia indica cuántos ciclos de reloj puede procesar el procesador por segundo; 84 millones de ciclos permiten ejecutar instrucciones complejas con gran fluidez. La placa cuenta con 512 KB de memoria Flash para almacenar el código del programa y 96 KB de memoria SRAM para el almacenamiento temporal de datos durante la ejecución, además de 0.5 KB de memoria OTP (One-Time Programmable) para datos únicos.
Una de las características más atractivas de esta placa es su versatilidad en la expansión de hardware. El diseño incorpora dos mundos de conectividad en una sola tarjeta. Por un lado, dispone de conectores compatibles con el estándar Arduino Uno V3, lo que permite utilizar una inmensa biblioteca de "shields" o módulos de expansión diseñados para las placas Arduino originales. Por otro lado, incluye los conectores "ST morpho", unos pines adicionales que exponen todas las entradas y salidas generales (GPIO) del microcontrolador. Los GPIO son los pines físicos que permiten leer sensores o controlar actuadores; mientras que los conectores Arduino ocultan algunos de estos pines para mantener la compatibilidad, los conectores morpho permiten acceder a la totalidad de las capacidades del chip, como los múltiples puertos de comunicación serie (USART/UART), interfaces I2C para sensores digitales, y buses SPI para tarjetas SD o pantallas.
La gestión de la energía y la programación se integran de manera elegante en la placa. La Nucleo-F401RE puede alimentarse a través del puerto USB o mediante una fuente externa de voltaje, con opciones para 3.3 V, 5 V o un rango de 7 a 12 V, seleccionables mediante puentes de conexión. Para el desarrollo, la placa incluye un depurador y programador integrado llamado ST-LINK/V2-1. Este componente cumple una triple función: permite depurar el código paso a paso desde el ordenador, crea un puerto serie virtual para enviar mensajes de texto desde el microcontrolador al PC (útil para ver resultados sin pantallas), y actúa como un dispositivo de almacenamiento masivo USB. Esta última función facilita la programación mediante arrastrar y soltar archivos, aunque el método principal sigue siendo la carga a través del protocolo SWD (Serial Wire Debug). Es crucial entender que el puerto USB físico de la placa está conectado al ST-LINK, no directamente al microcontrolador. Esto significa que, por defecto, la comunicación serie nativa del microcontrolador no está disponible en ese puerto USB, una distinción técnica que a menudo confunde a los principiantes que esperan una conexión USB directa al chip.
En cuanto al ecosistema de software, la placa goza de un soporte excepcional. Es totalmente compatible con el entorno oficial de STMicroelectronics, STM32CubeF4, que ofrece drivers y ejemplos listos para usar. También es una placa ciudadana de primera clase en el mundo de Arduino, admitida por el núcleo STM32duino desde sus primeras versiones. Esto permite a los usuarios escribir código en el lenguaje sencillo de Arduino y compilarlo para este potente microcontrolador ARM. Además, tiene soporte nativo en Zephyr RTOS, un sistema operativo en tiempo real moderno y escalable. Históricamente, la placa fue lanzada con soporte para la plataforma mbed, pero es vital señalar que los servicios en línea de mbed fueron descontinuados en julio de 2026 y el sistema operativo Mbed OS ya no se mantiene activamente por Arm. Los usuarios que dependían de este entorno deben migrar a soluciones como Zephyr, STM32CubeIDE o el proyecto comunitario Mbed CE. Finalmente, aunque la placa es robusta y ampliamente utilizada, los desarrolladores deben estar conscientes de que el soporte para versiones antiguas del IDE de Arduino (versión 1.x) ha sido eliminado en las versiones recientes del núcleo STM32, requiriendo ahora el uso de Arduino IDE 2.x o superior para garantizar la compatibilidad y el acceso a las últimas correcciones de errores.
Esquema de pines (pinout)
| Attr | Especificaciones | verificado |
|---|---|---|
cpu | ARM Cortex-M4F (single core), 84 MHz max, with single-precision FPU and DSP instructions — the F4 series is ST's "high-performance" Cortex-M4F line (Wikipedia; Zephyr board doc). | ✔ |
gpu | none (Cortex-M MCU). | ? sin verificar |
memory | 512 KB flash, 96 KB SRAM, 0.5 KB OTP (Wikipedia table; Zephyr YAML ram: 96, flash: 512). | ? sin verificar |
package | LQFP64 (STM32F401RET6) (Zephyr board doc). | ? sin verificar |
supply_voltage | VDD 1.7 V to 3.6 V (Zephyr board doc). | ? sin verificar |
peripherals_on_chip_per_zephyr_board_doc | 12-bit ADC with 16 channels, RTC, 1 advanced-control timer + 7 general-purpose timers, 2 watchdog timers, 3× USART/UART, 3× I2C, 4× SPI, SDIO, USB 2.0 OTG FS, DMA controller, I2S. | ? sin verificar |
dac | ? sin verificar | |
power_consumption_temperature_range | ? sin verificar | |
board_nucleo_f401re_mb1136 | - Expansion: Arduino Uno V3 shield connector plus ST morpho pin headers giving access to all MCU I/O (6×1, 2.54 mm) (Zephyr board doc; Wikipedia table). - Debug/program: on-board ST-LINK/V2-1 debugger/programmer with SWD connector; the ST-LINK host adapter provides SWD debugging, virtual COM port, and mass storage over USB (Wikipedia — STM32, Nucleo section). - USB: board USB connector is micro-B, full-speed (Wikipedia table "mini-B FS"; Zephyr lists USB VBUS supply). The MCU's USB OTG FS pins are broken out on the morpho headers, not wired to the board connector (the board connector goes to the ST-LINK side). - User I/O: 3 LEDs — LD1 (USB/COM), LD2 (user), LD3 (power); USER + RESET buttons (Zephyr board doc). User LED (LD2) = PA5 (STM32duino variant header, below). - Powering: flexible supply — USB VBUS or external source at 3.3 V, 5 V, or 7–12 V, with power-management access points (Zephyr board doc); board power chosen by jumpers. - Arduino shield 5 V: power can be taken from USB cable 5 V or external 5 V (Wikipedia Nucleo section). | ✔ |
- Fabricante: STMicroelectronics (familia de placas: STM32 Nucleo, línea «discovery-meets-mbed»).
- Año: los chips de la serie STM32F401 fueron anunciados en abril de 2013; ST anunció las primeras placas Nucleo (headers de Arduino + soporte del IDE mbed) en febrero de 2014 (Wikipedia — tabla histórica de STM32, consultado 2026-10-13).
- Estado: activo en términos de software — la F401RE sigue siendo un destino admitido y probado en CI del core Arduino STM32 (Boards Manager, 2026), Zephyr main (board YAML), y STM32CubeF4 (GitHub).
- Precio de lanzamiento: > ninguna cifra citable.
- Variantes (línea Nucleo-64 F4): | Placa | MCU | Reloj | Flash | SRAM | |---|---|---|---|---| | Nucleo-F401RE (insignia) | STM32F401RET6 | 84 MHz | 512 KB (+0.5 KB OTP) | 96 KB | | Nucleo-F410RB | STM32F410RBT6 | 100 MHz | 128 KB (+0.5 KB OTP) | 32 KB | | Nucleo-F411RE | STM32F411RET6 | 100 MHz | 512 KB (+0.5 KB OTP) | 128 KB | | Nucleo-F446RE | STM32F446RET6 | 180 MHz | 512 KB | 132 KB | Fuente: tabla comparativa de Nucleo, Wikipedia — STM32 (consultado 2026-10-13); contrastado para la F401RE contra la documentación de placa y el YAML de Zephyr (96 KiB de RAM / 512 KiB de flash).
＋ Puntos fuertes
- FPU + DSP a 84 MHz en una placa de 64 pines consciente del coste — la F401RE llevó el punto flotante Cortex-M4F y las instrucciones DSP al extremo económico de la línea F4 (Wikipedia: F4 = serie Cortex-M4F de alto rendimiento; F401 anunciada en abr de 2013).
- Depurador de tres personalidades a bordo: el ST-LINK/V2-1 se enumera como depurador SWD + puerto COM virtual + dispositivo de almacenamiento masivo USB (programación estilo arrastrar-y-soltar en la función MSD) — sección Nucleo de Wikipedia; UM1760 es el manual autoritativo de la placa.
- Dos mundos de expansión en un PCB: huella shield Arduino Uno V3 y headers ST morpho para cada GPIO (doc de placa Zephyr) — los shields funcionan, pero el morpho expone el pinout completo que el header Arduino oculta.
- USB OTG FS + SDIO integrados — USB dispositivo/host y streaming de tarjeta SD sin bit-banging (doc de placa Zephyr).
- Placa de referencia del ecosistema: ciudadano de primera clase en Arduino STM32 (desde 0.2.1), Zephyr (bindings GPIO/I2C/SPI compatibles con Arduino: arduino_gpio, arduino_i2c, arduino_spi en el YAML de la placa), BSP de CubeF4, e históricamente mbed.
- La compatibilidad mbed era una función de lanzamiento (anuncio de feb de 2014, Wikipedia) — una de las primeras placas en formato Arduino usable desde mbed.
− Puntos débiles
- Cierre de la plataforma mbed (2026): la toolchain mbed en línea en la que se apoyan muchos tutoriales de Nucleo-F4 está muerta desde julio de 2026; Mbed OS no se mantiene aguas arriba — migrar a Mbed CE, Zephyr o CubeIDE (fuente, consultado 2026-10-13).
- Arduino IDE 1.x abandonado: el core STM32duino ≥ 2.8.0 soporta solo Arduino IDE 2 (aviso en el README del core) — las capturas del gestor de placas de los tutoriales viejos ya no coinciden.
- Serial no es USB nativo: en la variante F401RE, el Serial por defecto es USART2 cableado al puerto COM virtual del ST-LINK (SERIAL_UART_INSTANCE = 2, RX = PA3, TX = PA2) (header de varianteT/variant_NUCLEO_F401RE.h)). Los sketches que esperan USB-CDC en el conector de la placa se llevan una sorpresa — el socket USB de la placa habla con el ST-LINK, no con el periférico OTG del MCU.
- Pegas de CubeF4 en GitHub: el repo es un agregado de submódulos — git clone --recursive es obligatorio, y el middleware con licencia (STM32_Audio, STemWin, TouchGFX) más algunas demos no están en GitHub (licencia click-through; paquete completo solo desde st.com con cuenta) (README del repo).
- Acceso scriptado a st.com: las páginas de producto/datasheet devuelven 404 o cortan conexiones para fetchers no-navegador (observado el 2026-10-13) — prever descargas manuales de datasheets, UM1760 y RM0368.
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- Retour d'expérience expert expert — expert-microcontroleur
- Le point critique actuellement sur la Nucleo F401RE, c'est la fin de vie de la plateforme mbed. Si vous suivez de vieux tutos en ligne, vous allez vous heurter a un mur car l'outillage en ligne est mort depuis juillet 2026 et Mbed OS n'est plus maintenu en amont. Il faut absolument migrer vers Mbed… — expert-microcontroleur
- Merci pour l'alerte sur mbed, je pensais pouvoir suivre un tuto de 2024 tranquillement. Du coup, si je veux eviter la migration vers Mbed CE qui a l'air compliquee, est-ce que je peux rester sur le core Arduino STM32 ? Je vois que la fiche mentionne un support CI actif en 2026, mais je me demande s… — maker_debutant
- Pour Arduino, c'est très stable actuellement, le F401RE est bien supporte dans le Boards Manager. Pas besoin de toucher a mbed si tu restes sur cet IDE. Le ST-LINK/V2-1 est generalement reconnu nativement, mais assure-toi d'avoir les derniers pilotes ST si le port COM apparait mal. L'avantage des c… — bidouilleur_hardware
Opiniones y proyectos de la comunidad
- Starting with Nucleo-F411RE and mbed OS for command line enthusiasts blog.3mdeb.com
- UART Transmit every 1us Interrupt STM32 Nucleo F401RE electronics.stackexchange.com
- Nucleo-F401RE: No device found on target community.st.com
- Connecting HC-05/HC-06 Bluetooth to X-NUCLEO-53L7A1 with Nucleo-F401RE community.st.com
Contenido no disponible todavía.
- Cierre de la plataforma mbed (2026): la toolchain mbed en línea en la que se apoyan muchos tutoriales de Nucleo-F4 está muerta desde julio de 2026; Mbed OS no se mantiene aguas arriba — migrar a Mbed CE, Zephyr o CubeIDE (fuente, consultado 2026-10-13).
- Arduino IDE 1.x abandonado: el core STM32duino ≥ 2.8.0 soporta solo Arduino IDE 2 (aviso en el README del core) — las capturas del gestor de placas de los tutoriales viejos ya no coinciden.
- Serial no es USB nativo: en la variante F401RE, el Serial por defecto es USART2 cableado al puerto COM virtual del ST-LINK (SERIAL_UART_INSTANCE = 2, RX = PA3, TX = PA2) (header de varianteT/variant_NUCLEO_F401RE.h)). Los sketches que esperan USB-CDC en el conector de la placa se llevan una sorpresa — el socket USB de la placa habla con el ST-LINK, no con el periférico OTG del MCU.
- Pegas de CubeF4 en GitHub: el repo es un agregado de submódulos — git clone --recursive es obligatorio, y el middleware con licencia (STM32_Audio, STemWin, TouchGFX) más algunas demos no están en GitHub (licencia click-through; paquete completo solo desde st.com con cuenta) (README del repo).
- Acceso scriptado a st.com: las páginas de producto/datasheet devuelven 404 o cortan conexiones para fetchers no-navegador (observado el 2026-10-13) — prever descargas manuales de datasheets, UM1760 y RM0368.
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- Prise en main de la Nucleo-F401RE : ST-LINK, LED LD2 et alimentation debutant Schéma : IMG-stm32f4-nucleo-debutant-1-stm32f4nuc-prise-en-main-f401re.svg — Nucleo-F401RE vue de dessus : connecteur micro-USB relié au ST-LINK, LED LD2 (PA5) mise en évidence, bouton USER, en-têtes Arduino et morpho
- Premier Blink Arduino sur la Nucleo-F401RE avec le core STM32duino debutant Schéma : IMG-stm32f4-nucleo-debutant-2-stm32f4nuc-blink-arduino-stm32duino.svg — Nucleo-F401RE branchée en micro-USB à un PC affichant l'Arduino IDE 2 avec la carte Nucleo F401RE sélectionnée, LED LD2 clignotante
- Console série sur le ST-LINK VCP : printf, ADC 12 bits et piège du USB debutant Schéma : IMG-stm32f4-nucleo-debutant-3-stm32f4nuc-console-serie-stlink-vcp.svg — Nucleo-F401RE avec un potentiomètre sur A0, flèches vers une fenêtre de moniteur série affichant des lignes ADC en millivolts
- STM32CubeF4 et HAL : blink + UART printf générés pour la Nucleo-F401RE intermediaire Schéma : IMG-stm32f4-nucleo-intermediaire-4-stm32f4nuc-cubemx-hal-blink-uart.svg — flux de travail STM32CubeF4 : CubeMX configurant USART2 et la broche PA5, génération du code HAL, compilation puis flash via ST-LINK
- ADC 12 bits et PWM sur la Nucleo-F401RE : oversampling, millivolts et LED en fondu intermediaire Schéma : IMG-stm32f4-nucleo-intermediaire-5-stm32f4nuc-adc-12bits-pwm-fade.svg — potentiomètre relié à A0, bloc ADC 12 bits (0-4095) convertissant en bloc PWM pilotant une LED sur D5 via une résistance
- Zephyr RTOS sur la Nucleo-F401RE : west build, devicetree et west flash intermediaire Schéma : IMG-stm32f4-nucleo-intermediaire-6-stm32f4nuc-zephyr-blinky-ouest.svg — fenêtre de terminal exécutant west build -b nucleo_f401re puis west flash vers la Nucleo, console série ttyACM0 affichant Hello World
- Bare-metal sur le STM32F401 : clignoter LD2 en écrivant les registres GPIO avance Schéma : IMG-stm32f4-nucleo-avance-7-stm32f4nuc-baremetal-registres-gpio.svg — carte mémoire du STM32F401 avec GPIOA en 0x40020000, registres MODER et ODR zoomés, RCC_AHB1ENR en 0x40023830, flèches vers la broche PA5 et sa LED LD2
- USB OTG FS et SDIO réels : les périphériques cachés derrière les en-têtes morpho avance Schéma : IMG-stm32f4-nucleo-avance-8-stm32f4nuc-usb-otg-sdio-morpho.svg — le connecteur micro-USB de la carte mène au ST-LINK tandis que l'OTG FS du MCU et le SDIO sortent sur les en-têtes morpho vers un connecteur USB et une carte SD
- Migrer un projet mbed Nucleo-F4 en 2026 : Mbed CE, Zephyr ou CubeIDE avance Schéma : IMG-stm32f4-nucleo-avance-9-stm32f4nuc-migration-projets-mbed-2026.svg — un projet mbed marqué plateforme fermée en juillet 2026 se divise en trois chemins maintenus : Mbed CE, Zephyr RTOS et STM32CubeIDE
Biblioteca de código — ejemplos escritos para esta placa
clignotante.cCbouton-hal.cCusart-printf.cCadc-temperature.cCpwm-timer-led.cCservo-pwm.cCi2c-oled.cCwatchdog-iwdg.cCrtc-reveil.cCusart-reception.cC
Ejemplos y repositorios encontrados en línea
- STMicroelectronics/STM32CubeF4 github.com
- stm32duino/Arduino_Core_STM32 github.com
- zephyrproject-rtos/zephyr github.com